本技術(shù)涉及光學實驗，特別涉及一種多功能模塊化光學實驗裝置。

背景技術(shù)：

1、光學實驗是理工科的基本實驗之一，光學實驗平臺則是一種在光學實驗中用于擺放光學實驗件的器具。現(xiàn)有的光學實驗平臺功能單一，應用場合有限，比如說，在常見的光學實驗教學中，旋光率測量、液體折光度、光柵衍射和牛頓環(huán)測曲率半徑這個四個實驗都是獨立進行的，這不僅增加了學校在實驗設(shè)備采購和維護上的成本，也限制了學生對光學實驗原理的整體理解和掌握。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本實用新型旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本實用新型提出一種多功能模塊化光學實驗裝置，能夠通過模塊化設(shè)計，在實驗平臺上靈活組裝和拆卸不同光學實驗所需要使用的光學模塊，并通過驅(qū)動模塊控制光學模塊進行相應的動作，以滿足不同光學實驗的操作需求。

2、根據(jù)本實用新型提出的一種多功能模塊化光學實驗裝置，包括實驗平臺、驅(qū)動模塊、光學模塊、光源模塊、采集模塊和控制顯示模塊，所述實驗平臺包括從前往后依次設(shè)置的第一安裝座、第二安裝座和第三安裝座；所述驅(qū)動模塊連接于所述實驗平臺，所述驅(qū)動模塊包括x軸移動模組、y軸移動模組、z軸移動模組和旋轉(zhuǎn)模組，所述x軸移動模組連接所述z軸移動模組并驅(qū)動所述z軸移動模組沿左右方向移動，所述z軸移動模組連接所述第一安裝座并驅(qū)動所述第一安裝座沿上下方向移動，所述y軸移動模組連接所述第二安裝座并驅(qū)動所述第二安裝座沿前后方向移動，所述旋轉(zhuǎn)模組連接所述第三安裝座并驅(qū)動所述第三安裝座圍繞所述第二安裝座轉(zhuǎn)動；所述光學模塊包括分光器組件和目鏡，所述分光器組件可拆卸安裝于所述第一安裝座和/或所述第二安裝座，所述目鏡可拆卸安裝于所述第三安裝座；所述光源模塊用于給所述光學模塊提供光源；所述采集模塊包括角度傳感器和ccd相機，所述角度傳感器連接所述第三安裝座，所述角度傳感器用于采集所述第三安裝座的轉(zhuǎn)動角度，所述ccd相機連接所述目鏡，所述ccd相機用于采集所述目鏡的光學成像；所述x軸移動模組、所述y軸移動模組、所述z軸移動模組、所述旋轉(zhuǎn)模組、所述角度傳感器和所述ccd相機均與所述控制顯示模塊電性連接。

3、根據(jù)本實用新型上述實施例的多功能模塊化光學實驗裝置，至少具有如下有益效果：

4、本實用新型實施例提供的多功能模塊化光學實驗裝置通過模塊化設(shè)計，在實驗平臺上靈活組裝和拆卸不同光學實驗所需要使用的光學模塊，以完成多種光學實驗，并通過驅(qū)動模塊控制光學模塊進行相應的動作，以滿足不同光學實驗的操作需求；通過光源模塊為不同的光學模塊提供光源，以便于不同的光學實驗共享光源；通過采集模塊實時采集光學實驗中的各項數(shù)據(jù)，并通過控制顯示模塊進行統(tǒng)一控制、數(shù)據(jù)顯示和數(shù)據(jù)分析，從而提高了實驗數(shù)據(jù)采集的精度和效率，減少了實驗誤差，使得實驗現(xiàn)象更加直觀，有助于學生更好地理解和掌握光學實驗原理。本實用新型實施例提供的多功能模塊化光學實驗裝置通過模塊化集成設(shè)計，優(yōu)化了實驗平臺的結(jié)構(gòu)，增加了實驗平臺的功能性，減少了學校在實驗設(shè)備采購和維護上的成本。

5、根據(jù)本實用新型的一些實施例，所述x軸移動模組包括第一支架、第一導軌、第一滑塊和第一絲桿電機，所述第一支架連接于所述實驗平臺的上端面，所述第一導軌裝設(shè)于所述第一支架并沿左右方向延伸，所述第一滑塊滑動連接于所述第一導軌，所述第一絲桿電機裝設(shè)于所述第一支架并與所述控制顯示模塊電性連接，所述第一絲桿電機連接所述第一滑塊并驅(qū)動所述第一滑塊移動，所述z軸移動模組連接于所述第一滑塊。

6、根據(jù)本實用新型的一些實施例，所述z軸移動模組包括第二支架、第二導軌、第二滑塊和第二絲桿電機，所述第二支架固接所述第一滑塊，所述第二導軌裝設(shè)于所述第二支架并沿上下方向延伸，所述第二滑塊滑動連接于所述第二導軌，所述第二絲桿電機裝設(shè)于所述第二支架并與所述控制顯示模塊電性連接，所述第二絲桿電機連接所述第二滑塊并驅(qū)動所述第二滑塊移動，所述第一安裝座固接所述第二滑塊。

7、根據(jù)本實用新型的一些實施例，所述y軸移動模組包括第三支架、第三導軌、第三滑塊和第三絲桿電機，所述第三支架連接于所述實驗平臺的上端面，所述第三導軌裝設(shè)于所述第三支架并沿前后方向延伸，所述第三滑塊滑動連接于所述第三導軌，所述第三絲桿電機裝設(shè)于所述第三支架并與所述控制顯示模塊電性連接，所述第三絲桿電機連接所述第三滑塊并驅(qū)動所述第三滑塊移動，所述第二安裝座固接所述第三滑塊。

8、根據(jù)本實用新型的一些實施例，所述實驗平臺的上端面兩側(cè)分別設(shè)置所述第一安裝座和所述第二安裝座，所述旋轉(zhuǎn)模組包括底座、擺臂和連接支架，所述底座的中部設(shè)置有豎向延伸的轉(zhuǎn)軸，所述實驗平臺靠近所述第二安裝座的一側(cè)底部固接所述轉(zhuǎn)軸的頂部，所述底座的上端面圍繞所述轉(zhuǎn)軸設(shè)置有環(huán)形滑軌，所述擺臂沿水平方向延伸，所述擺臂的一端可轉(zhuǎn)動連接所述轉(zhuǎn)軸，所述擺臂的另一端底部可滑動連接所述環(huán)形滑軌，所述連接支架的底部連接所述擺臂，所述連接支架的頂部設(shè)置所述第三安裝座。

9、根據(jù)本實用新型的一些實施例，進行牛頓環(huán)測曲率半徑實驗時，所述分光器組件包括牛頓環(huán)透鏡和牛頓環(huán)觀測物鏡，所述牛頓環(huán)透鏡安裝于所述第一安裝座，所述牛頓環(huán)觀測物鏡安裝于所述第二安裝座。

10、根據(jù)本實用新型的一些實施例，進行液體旋光率測量實驗時，所述分光器組件包括起偏器和旋光觀測物鏡，所述起偏器安裝于所述第一安裝座，所述旋光觀測物鏡安裝于所述第二安裝座，所述旋光觀測物鏡內(nèi)設(shè)置有用于安裝旋光管的溶液艙，所述溶液艙的兩端均設(shè)置有通光孔，所述通光孔處設(shè)置有凸透鏡組，所述旋光觀測物鏡靠近所述起偏器的一端設(shè)置有分光鏡片，所述旋光觀測物鏡靠近所述目鏡的一端設(shè)置有檢偏器，所述檢偏器和所述分光鏡片通過所述凸透鏡組導通光路，所述旋光觀測物鏡的外壁設(shè)置有與所述控制顯示模塊電性連接的步進電機，所述步進電機連接所述檢偏器并驅(qū)動所述檢偏器轉(zhuǎn)動。

11、根據(jù)本實用新型的一些實施例，進行液體折光度實驗時，所述分光器組件包括折光鏡座，所述折光鏡座安裝于所述第二安裝座，所述折光鏡座遠離所述目鏡的一端設(shè)置有傾斜布置的滴液蓋板，所述折光鏡座內(nèi)設(shè)置有棱鏡組。

12、根據(jù)本實用新型的一些實施例，進行光柵衍射實驗時，所述分光器組件包括光柵觀測物鏡和光柵，所述光柵觀測物鏡安裝于所述第一安裝座，所述光柵安裝于所述第二安裝座。

13、根據(jù)本實用新型的一些實施例，所述光源模塊包括鈉光燈、變壓器和外部電源，所述變壓器的輸入端與所述外部電源電性連接，所述變壓器的輸出端與所述鈉光燈電性連接。

14、本實用新型的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實用新型的實踐了解到。

技術(shù)特征：

1.一種多功能模塊化光學實驗裝置，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能模塊化光學實驗裝置，其特征在于，所述x軸移動模組包括第一支架、第一導軌、第一滑塊和第一絲桿電機，所述第一支架連接于所述實驗平臺的上端面，所述第一導軌裝設(shè)于所述第一支架并沿左右方向延伸，所述第一滑塊滑動連接于所述第一導軌，所述第一絲桿電機裝設(shè)于所述第一支架并與所述控制顯示模塊電性連接，所述第一絲桿電機連接所述第一滑塊并驅(qū)動所述第一滑塊移動，所述z軸移動模組連接于所述第一滑塊。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多功能模塊化光學實驗裝置，其特征在于，所述z軸移動模組包括第二支架、第二導軌、第二滑塊和第二絲桿電機，所述第二支架固接所述第一滑塊，所述第二導軌裝設(shè)于所述第二支架并沿上下方向延伸，所述第二滑塊滑動連接于所述第二導軌，所述第二絲桿電機裝設(shè)于所述第二支架并與所述控制顯示模塊電性連接，所述第二絲桿電機連接所述第二滑塊并驅(qū)動所述第二滑塊移動，所述第一安裝座固接所述第二滑塊。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能模塊化光學實驗裝置，其特征在于，所述y軸移動模組包括第三支架、第三導軌、第三滑塊和第三絲桿電機，所述第三支架連接于所述實驗平臺的上端面，所述第三導軌裝設(shè)于所述第三支架并沿前后方向延伸，所述第三滑塊滑動連接于所述第三導軌，所述第三絲桿電機裝設(shè)于所述第三支架并與所述控制顯示模塊電性連接，所述第三絲桿電機連接所述第三滑塊并驅(qū)動所述第三滑塊移動，所述第二安裝座固接所述第三滑塊。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能模塊化光學實驗裝置，其特征在于，所述實驗平臺的上端面兩側(cè)分別設(shè)置所述第一安裝座和所述第二安裝座，所述旋轉(zhuǎn)模組包括底座、擺臂和連接支架，所述底座的中部設(shè)置有豎向延伸的轉(zhuǎn)軸，所述實驗平臺靠近所述第二安裝座的一側(cè)底部固接所述轉(zhuǎn)軸的頂部，所述底座的上端面圍繞所述轉(zhuǎn)軸設(shè)置有環(huán)形滑軌，所述擺臂沿水平方向延伸，所述擺臂的一端可轉(zhuǎn)動連接所述轉(zhuǎn)軸，所述擺臂的另一端底部可滑動連接所述環(huán)形滑軌，所述連接支架的底部連接所述擺臂，所述連接支架的頂部設(shè)置所述第三安裝座。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能模塊化光學實驗裝置，其特征在于，進行牛頓環(huán)測曲率半徑實驗時，所述分光器組件包括牛頓環(huán)透鏡和牛頓環(huán)觀測物鏡，所述牛頓環(huán)透鏡安裝于所述第一安裝座，所述牛頓環(huán)觀測物鏡安裝于所述第二安裝座。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能模塊化光學實驗裝置，其特征在于，進行液體旋光率測量實驗時，所述分光器組件包括起偏器和旋光觀測物鏡，所述起偏器安裝于所述第一安裝座，所述旋光觀測物鏡安裝于所述第二安裝座，所述旋光觀測物鏡內(nèi)設(shè)置有用于安裝旋光管的溶液艙，所述溶液艙的兩端均設(shè)置有通光孔，所述通光孔處設(shè)置有凸透鏡組，所述旋光觀測物鏡靠近所述起偏器的一端設(shè)置有分光鏡片，所述旋光觀測物鏡靠近所述目鏡的一端設(shè)置有檢偏器，所述檢偏器和所述分光鏡片通過所述凸透鏡組導通光路，所述旋光觀測物鏡的外壁設(shè)置有與所述控制顯示模塊電性連接的步進電機，所述步進電機連接所述檢偏器并驅(qū)動所述檢偏器轉(zhuǎn)動。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能模塊化光學實驗裝置，其特征在于，進行液體折光度實驗時，所述分光器組件包括折光鏡座，所述折光鏡座安裝于所述第二安裝座，所述折光鏡座遠離所述目鏡的一端設(shè)置有傾斜布置的滴液蓋板，所述折光鏡座內(nèi)設(shè)置有棱鏡組。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能模塊化光學實驗裝置，其特征在于，進行光柵衍射實驗時，所述分光器組件包括光柵觀測物鏡和光柵，所述光柵觀測物鏡安裝于所述第一安裝座，所述光柵安裝于所述第二安裝座。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能模塊化光學實驗裝置，其特征在于，所述光源模塊包括鈉光燈、變壓器和外部電源，所述變壓器的輸入端與所述外部電源電性連接，所述變壓器的輸出端與所述鈉光燈電性連接。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開了一種多功能模塊化光學實驗裝置，包括實驗平臺、驅(qū)動模塊、光學模塊、光源模塊、采集模塊和控制顯示模塊，實驗平臺包括從前往后依次設(shè)置的第一安裝座、第二安裝座和第三安裝座；驅(qū)動模塊連接于實驗平臺，驅(qū)動模塊包括X軸移動模組、Y軸移動模組、Z軸移動模組和旋轉(zhuǎn)模組；光學模塊包括分光器組件和目鏡，分光器組件可拆卸安裝于第一安裝座和/或第二安裝座，目鏡可拆卸安裝于第三安裝座；光源模塊用于給光學模塊提供光源；采集模塊包括角度傳感器和CCD相機。本技術(shù)實施例提供的多功能模塊化光學實驗裝置能夠在實驗平臺上靈活組裝和拆卸不同的光學模塊，并滿足不同光學實驗的操作需求。

技術(shù)研發(fā)人員：溫錦秀,黎相遠,孫亞楠,陳心慶,鄧政陽,葉梵因,馮智健,陳智明
受保護的技術(shù)使用者：五邑大學
技術(shù)研發(fā)日：20240618
技術(shù)公布日：2025/5/19